Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Кристаллические аморфные




Взаимосвязь между типом ХС и свойствами веществ.

 

Тип связи оказывает ярко выраженное влияние на структуру, физические и химические свойства веществ. Это уже обсуждалось на примере диссоциации кислот, оснований и амфотерных гидроксидов. Химическая связь в простых веществах может быть ковалентной и металлической. Ионный и ковалентный тип связи определяют тип кристаллической решетки; кроме того вещества с ковалентным типом связи могут существовать в аморфном или стеклообразном состояниях. Приведем некоторые очевидные и важные обобщения. Рассмотрим конденсированное состояние вещества – суммарное название жидкого и твердого состояния. Есть еще газообразное состояние, характерное для газов, когда частицы движутся свободно и совершают беспрядочные движения. Агрегатное состояние вещества зависит по крайней мере от двух процессов: термических колебаний (теплового движения частиц), характеризующихся определенное Екин энергией молекул и силами химического взаимодействия, т.е. энергией химической связи. Если Екин > Есв, вещество - газ; если наоборот Екин < Есв – это конденсированное состояние вещества.

В твердом состоянии вещества подразделяются на кристаллические и аморфные.

1.Точная температура плавления, Постепенный переход из жидкого в тв.;

упругая деформация. вязкая деформация.

2.Регулярное, геометрическое расположение Отсутствие дальнего порядка, наличие

частиц по объему (крист. решетка) – только ближнего порядка.

ближний и дальний порядок.

3.Анизотропия – неоднородные свойства по Изотропия – одинаковые свойства по

разным направлениям кристалла (графит). всему объему.

 

Примечание: изотропными могу быть кристаллы кубической сингонии, поскольку обладают высокой симметрией. Аморфные тела занимают промежуточное состояние между жидким и твердым состояниями, поскольку в твердом теле сохраняется неупорядоченное расположение частиц, свойственное жидкостям. Аморфные вещества могут быть получены в виде порошка, пленки или в компактной форме. В аморфном виде получают многие полупроводниковые сплавы: германий, кремний, сурьму, арсенид галлия, антимонид галлия и др. Истинно твердым считается – кристаллическое состояние.

 

В зависимости от типа ХС бывают разные кристаллические решетки:

- ионные (достаточно твердые и прочные с Тпл > 200оС,), в узлах решетки анионы и катионы, изоляторы, в растворах и расплавах имеют ионную проводимость;

- металлические (имеют различную твердость и прочность с Тпл от -39 до 3500оС), электронные проводники;

- атомные – соединения с ковалентным неполярным типом химической связи (очень высокая твердость и прочность, высокие Тпл), обладают полупроводниковыми свойствами или прекрасные изоляторы (алмаз), примеры: С, ВN, SiО2, Ge, Si, Ga, As и др.;

- молекулярные, образующиеся за счет сил межмолекулярного притяжения, в узлах решетки - молекулы (непрочные, с низкими Тпл), изоляторы, примеры: твердые газы – азот, хлор, «сухой лед» - диоксид углерода, вода в виде льда, аммиак.

Часто в веществах бывает смешанные тип кристаллической решетки, и соответствующие свойства. Например: у кристаллического иода I2 решетка молекулярная, а межу слоями - металлическая. У графита С – решетка ковалентная, а между слоями – металлическая, поэтому графит проводит электрический ток.

Большинство соединений может существовать в виде нескольких кристаллических форм. Для сложных соединений это называется полиморфизм, а для простых – аллотропи я. Примеры: SiО2 – твердый кварц имеет гексагональнаую сингонию (элементарная ячейка – наименьшая часть кристаллической решетки, отражающая особенности ее структуры, 7 типов сингоний); при 870оС – ромбическую (тридимит); при 1470оС – кубическую (кристабалит). Для простых веществ аллотропия характерна примерно для половины всех элементов. Например. Серы бывает ромбическая, моноклинная или S8 – гофрированные циклы, каждый из которых содержит 8 ковалентно связанных атомов серы; существует также неустойчивая аморфная сера – серого цвета. Фосфор имеет три кристаллических формы: наиболее устойчив красный Р (имеет каркасную структуру, в которой каждый атом Р с тремя атомами; белый фосфор (светится в темноте)– Р4, ковалентно связанные в тетраэдрическую структуру молекулы образуют молекулярные кристаллы; и черный фосфор образуется при высоких давлениях и существует в виде макромолекулярной слоистой структуры. Углерод умеет 4 аллотропных модификации: алмаз. Графит, карбин (С С)n (С С)n и новая модификация углерода С60, С70, полученная в 1985г. при 4000К, полученная только после изобретения лазера лазерным распылением графита. В спектрах космического излучения давно наблюдали спектры какой неизвестной человечеству модификации углерода.

Фуллерены – новая кристаллическая модификация углерода в виде футбольного мяча, на поверхности которого шестигранники (иногда – пятигранники) С60, С70. Названа бакминстерфуллерен –в честь американского архитектора, создавшего удивительно прочные конструкции зданий в виде половинки футбольного мяча. Открыт в 1985 году лазерным распылением графита (сначала получают сажу, содержащую 20-30% фуллерена, затем ее растворяют в бензоле и выпариванием или газовым распылением получают порошок или пленки). Плотность того соединения 1,7г/см3, связи – ковалентные sp2 – гибридизация. Между молекулами дейтсвуют вандерваальсовы силы. При комнатной температуре – диэлектрик. В 1991 году на основе фуллерена получен первый сверхпроводник К3 С60 (фуллеренид калия). Сверхпроводящее состояние этого соединения наступает при 40К (у ртути - при 4К). В работах кафедры физики получен состав С60-Сu c температурой сверхпроводящего перехода 90-120К (ненадежно – до 170К). Второе свойство фуллеренидов – ферромагнетизм при низких температурах 16К. Перспективы этих новых соединений:

– создание гетероструктур из магнитных и свехпроводящих слоев (создание материалов электронной техники на совершенно новой основе);

- траспортировка лекарств в определенные органы человека (углерод не токсичен для организма,; проблема – в подборе растворителя).

В космосе фуллерен обнаружен в межзвездной пыли. На Земле фуллерен - в минерале шунгите (пос. Шунга) – углерод, содержащий большое количество в микродозах различные металлы и от 30 до 90% углерода в виде фуллерена. Считается, что этот минерал обладает лечебными свойствами и очищает воду (углерод – сорбент).

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 746; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.